• 한국농림기상학회지
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• 제17권2호
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• pp.108-125
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• 2015

다수의 기후요소를 지수화하고 특정지역의 기후 자원량을 분석하여, 종합 및 판단하는 과정은 특정지역의 농업기후자원의 특성을 한 눈에 알 수 있게 한다. 농업기후자원의 특징을 단순 명료하게 표현한 것을 농업기후지수라고 하는데, 이 지수는 기후자원(예, 기온, 일사, 강수)으로부터 작물의 생육과 수량 추측을 위한 가능성과 여러 가지 영농기술을 실시하는데 필요한 기초자료를 제공함으로써 농업생산성의 주요 지표가 될 수 있다. 그러나 농업기후지수는 절대적인 것이 아니기 때문에 기후변화에 따라 항상 변화할 수 있다. 최근 IPCC 제5차 평가보고서에서 온실가스 대표경로(RCP)에 따른 시나리오가 많은 연구에 이용됨에 따라서 기후정보의 역학 및 통계적 규모축소를 통한 미래기후변화전망정보의 불확실성을 고려한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 IPCC 제5차 평가 보고서에 사용된 RCP 시나리오를 기반으로 비모수적 분위사상법을 이용한 상세화된 기후변화 전망정보를 바탕으로 한반도의 농업기후지수(예, 식물기간 및 작물기간, 생장도일, 무상기간)의 시공간적인 변화와 불확실성을 평가하였다. 동일한 과거 기간에 대하여 기후모델(GCM)으로부터 계산된 농업기후지수와 관측자료에 의해 계산된 농업기후지수를 비교한 결과, KMA-12.5km를 제외하고 사용된 8개 개별 GCM의 농업기후지수의 각각의 평균은 4대강 유역 모두에서 관측자료에 의해 계산된 값의 평균과 비교적 잘 일치하여 개별 GCM 뿐만 아니라 다중모델앙상블(MME)의 과거기후 재현성에는 문제가 없는 것으로 확인하였다. 또한 불확실성을 고려하기 위한 MME 계산에서 사용되는 GCM의 개수가 무한적으로 증가한다고 해서 오차가 줄어들지 않았다. 추가 연구가 계속 필요하지만, 본 연구에서 3-4개의 GCM을 사용하는 경우 확실하게 오차가 개선되기 시작하였으며, 대체로 7-8개 이후부터는 더 이상 오차가 개선되지 않았다. 미래전망 결과에서, 4대강 유역 전체에 대하여 inmcm4가 과거 기간의 MME에 대한 RCP 4.5에서 1% 증가, RCP 8.5에서 2% 증가로 9개 개별 GCM 중에서 가장 낮았고, CanESM이 과거 기간의 MME에 대하여 RCP 4.5에서 10%, RCP 8.5에서 15% 증가로 가장 높은 증가를 보였다. 4대강 유역의 시공간분포의 변화에서 관측자료와 다른 경향을 보이는 개별 GCM이 있어서 지형 특성과 개별 GCM의 일변동 특성을 반영할 수 있는 상세화 방법의 개선 및 개발이 필요하다. 도출 및 평가된 본 연구의 농업기후지수는 농업용 상세 전자기후도와의 활용뿐만 아니라, 후속 연구를 위한 농업이상기후지수 및 생산성지수의 평가에 활용될 수 있을 것이다. 예를 들면, 낙동강 유역과 영산-섬진강 유역의 무상기간 증가로부터 '겨울기간이 짧아질 수 있다'라고 가정할 경우, 농업이상 기후지수(예, 저온발생빈도) 분석을 통해 겨울작물의 생산성지수의 불확실성 증감 혹은 재배시스템(예, 이모작 혹은 이기작 등)의 변화에 대한 불확실성 증감 등에 대한 평가에 활용될 수 있을 것이다.

• 한국산림과학회지
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• 제105권3호
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• pp.351-359
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• 2016

본 연구는 기후변화가 잣나무의 연륜생장에 미치는 영향을 평가하기 위해 수행하였다. 잣나무의 연도별 생장패턴을 분석하기 위해 제5차 국가산림자원조사에서 수집된 연륜생장 자료를 정리하였다. 기후조건의 유사성에 근거한 군집분석 결과 잣나무 분포지역은 5개의 군집의 분류되었다. 시군별로 정리된 1951년부터 2010년까지 60년 동안의 월별 평균기온과 강수량 자료에 근거하여 각 군집의 연도별 생장도일과 표준강수지수를 산출하였다. 이 정보를 이용하여 기후조건이 생장에 미치는 영향을 분석하기 위해 각 군집에 대한 연도별 온도효과지수와 강수효과지수를 추정하였다. 온도효과지수와 강수효과지수의 곱으로 표현되는 독립변수에 의해 연륜생장을 추정할 수 있는 연륜생장 추정식을 군집별로 개발하였다. 이 추정식을 기후변화 시나리오 RCP 4.5와 RCP 8.5에 적용함으로써 기후변화가 군집별 잣나무의 연륜생장에 미치는 영향을 예측하였다. 본 연구에서 얻어진 결과는 잣나무의 지역별 생장특성의 추정뿐만 아니라 기후변화에 따른 생장패턴의 변화 예측에 필요한 유용한 정보로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국기후변화학회지
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• 제6권3호
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• pp.193-201
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• 2015

The aim of this study is to find preferred climate condition for outdoor water activity and to estimate future change of preferred season for the activity following the climate change. We chose urban public swimming pools, Hangang park swimming pools, which do not have any attractions except pools and allow people to make decision to visit pools in the morning solely based on the weather conditions as study sites. We identified the preferred climate conditions by analyzing the relationship between number of visitors and temperature, wind chill temperature and discomfort indexes. According to the result, the preferred temperature range was from $23.51^{\circ}C$ to $37.56^{\circ}C$, the wind chill temperature range was from $25.90^{\circ}C$ to $39.43^{\circ}C$, the discomfort index range was from 71.61 to 88.98 and the precipitation range was below 22.8 mm per day. When the temperature range is applied as the preferred season, in present, the length of the season is 127 days, from end of May to end of September. However, if temperature increase resulting from lower emission scenario (RCP 6.0), the season would be extended to 162 days, from early May to middle of October. If temperature is increasing under high emission scenario (RCP 8.5), the length of the season would be extended to 173 days from early May to end of October. In addition, the period of between end of July and early August, which is currently the most preferred season, would not be favored anymore due to high temperature. The result of this study further suggests the necessity of climate change adaptation activities.

• 한국기후변화학회지
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• 제9권1호
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• pp.47-58
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• 2018

In this study, we evaluated the uncertainty in the process of selecting GCM and downscaling method for assessing the impact of climate change, and influence of user-centered climate change information on reproducibility of Chungju Dam inflow was analyzed. First, we selected the top 16 GCMs through the evaluation of spatio-temporal reproducibility of 29 raw GCMs using 30-year average of 10-day precipitation without any bias-correction. The climate extreme indices including annual total precipitation and annual maximum 1-day precipitation were selected as the relevant indices to the dam inflow. The Simple Quantile Mapping (SQM) downscaling method was selected through the evaluation of reproducibility of selected indices and spatial correlation among weather stations. SWAT simulation results for the past 30 years period by considering limitations in weather input showed the satisfactory results with monthly model efficiency of 0.92. The error in average dam inflow according to selection of GCMs and downscaling method showed the bests result when 16 GCMs selected raw GCM analysi were used. It was found that selection of downscaling method rather than selection of GCM is more is important in overall uncertainties. The average inflow for the future period increased in all RCP scenarios as time goes on from near-future to far-future periods. Also, it was predicted that the inflow volume will be higher in the RCP 8.5 scenario than in the RCP 4.5 scenario in all future periods. Maximum daily inflow, which is important for flood control, showed a high changing rate more than twice as much as the average inflow amount. It is also important to understand the seasonal fluctuation of the inflow for the dam management purpose. Both average inflow and maximum inflow showed a tendency to increase mainly in July and August during near-future period while average and maximum inflows increased through the whole period of months in both mid-future and far-future periods.

• 한국기후변화학회지
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• 제7권3호
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• pp.325-334
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• 2016

We projected the distribution of Hedera rhombea, an evergreen broad-leaved climbing plant, under current climate conditions and predicted its future distributions under global warming. Inaddition, weexplained model uncertainty by employing 9 single Species Distribution model (SDM)s to model the distribution of Hedera rhombea. 9 single SDMs were constructed with 736 presence/absence data and 3 temperature and 3 precipitation data. Uncertainty of each SDM was assessed with TSS (Ture Skill Statistics) and AUC (the Area under the curve) value of ROC (receiver operating characteristic) analyses. To reduce model uncertainty, we combined 9 single SDMs weighted by TSS and resulted in an ensemble forecast, a TSS weighted ensemble. We predicted future distributions of Hedera rhombea under future climate conditions for the period of 2050 (2040~2060), which were estimated with HadGEM2-AO. RF (Random Forest), GBM (Generalized Boosted Model) and TSS weighted ensemble model showed higher prediction accuracies (AUC > 0.95, TSS > 0.80) than other SDMs. Based on the projections of TSS weighted ensemble, potential habitats under current climate conditions showed a discrepancy with actual habitats, especially in the northern distribution limit. The observed northern boundary of Hedera rhombea is Ulsan in the eastern Korean Peninsula, but the projected limit was eastern coast of Gangwon province. Geomorphological conditions and the dispersal limitations mediated by birds, the lack of bird habitats at eastern coast of Gangwon Province, account for such discrepancy. In general, potential habitats of Hedera rhombea expanded under future climate conditions, but the extent of expansions depend on RCP scenarios. Potential Habitat of Hedera rhombea expanded into Jeolla-inland area under RCP 4.5, and into Chungnam and Wonsan under RCP 8.5. Our results would be fundamental information for understanding the potential effects of climate change on the distribution of Hedera rhombea.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.169-169
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• 2020

According to the IPCC analysis, severe climate changes are projected to occur in Korea as the temperature is expected to rise by 3.2 ℃, the precipitation by 15.6% and the sea level by 27cm by 2050. It is predicted that the occurrence of abnormal climate phenomena - especially those such as increase of concentrated precipitation and extreme heat in the summer season and severe drought in the winter season - that have happened in Korea in the past 30 years (1981-2010) will continuously be intensified and accelerated. As a result, the impact on and vulnerability of the water management sector is expected to be exacerbated. This research aims to predict the climate change impacts on streamflow of Daecheong Lake area of Geum River in South Korea during the summer and winter seasons, which show extreme meteorological events, and ultimately develop an integrated policy model in response. We projected and compared the streamflow changes of Daecheong Lake area of Geum River in South Korea in the near future period (2020-2040) and the far future period (2041-2060) with the reference period (1991-2010) using the HEC-HMS model. The data from a global climate model HadGEM2-AO, which is the fully-coupled atmosphere-ocean version of the Hadley Centre Global Environment Model 2, and RCP scenarios (RCP4.5 and RCP8.5) were used as inputs for the HEC-HMS model to identify the river basins where cases of extreme flooding or drought are likely to occur in the near and far future. The projections were made for the summer season (July-September) and the winter season(November-January) in order to reflect the summer monsoon and the dry winter. The results are anticipated to be used by policy makers for preparation of adaptation plans to secure water resources in the nation.

• 한국농림기상학회지
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• 제18권3호
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• pp.109-119
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• 2016

본 연구는 우리나라의 대표 활엽수종 중의 하나인 신갈나무를 대상으로 기후변화에 의한 연도별 생장도일의 변화가 잠재분포 및 생장에 미치는 영향을 평가하기 위해 수행하였다. 이를 위해 신갈나무 분포 지역의 기후특성을 반영한 군집분석을 실시하였으며, 그 결과 7개의 기후군집으로 분류되었다. 각 군집에 포함된 시군에서 수집된 일평균기온 자료를 기반으로 1951년부터 2010년까지 60년 동안의 연도별 생장도일과 기온효과지수를 산출함으로써 시간 경과에 따른 신갈나무의 잠재분포 범위와 생장의 변화 추이를 평가하였다. 이와 함께 기후변화 시나리오 RCP 4.5와 RCP 8.5를 적용하여 2011년부터 2100년까지 연도별 생장도일과 온도효과지수를 산출하여, 기후변화에 의한 신갈나무의 잠재분포 범위와 생장의 변화를 예측하였다. 신갈나무가 현재 분포하고 있는 지역의 생장도일을 연도별로 산출하여 비교한 결과 위도와 해발고도가 낮은 지역은 시간이 경과함에 따라 신갈나무에 적합한 생육가능 범위를 벗어나는 것으로 분석되었다. 특히 기후변화 시나리오를 적용할 경우 지속적인 기온의 상승으로 인해 2050년 이후에는 잠재분포의 변화뿐만 아니라 생장에도 큰 지장을 주는 것으로 평가되었다.

• 대기
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• 제24권3호
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• pp.303-315
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• 2014

HadGEM2-CC 모델에서의 $CO_2$ 농도증가에 대한 RCP 시나리오의 결과는 21세기 말 전 지구 연평균 기온과 강수 증가가 전망되고 이에 따라 식물의 생산량 및 호흡량 증가가 전망된다. 20세기 말 일차생산량(GPP와 NPP), 호흡량, LAI가 21세기 말 기온 증가에 따라 증가하는 점은 기존의 Shao et al. (2013)와 유사하였다. 특히 이전 연구와 유사하게 21세기 말 일차생산량과 호흡량은 고위도보다 열대 저위도 지역에서 증가량이 더 컸다. 기온이 상승하고 강수량이 증가하면서 식생이 자라지 않던 나지 면적이 감소하였고, 이에 따른 식생 면적 증가는 식생의 생산량(GPP, NPP) 증가로 나타났다. 특히, 본 연구에서는 C3 초지, 활엽수의 면적 증가가 뚜렷하였다. 이는 Beck and Goetz (2011)에서 언급한 대로 온난화에 따른 식생 면적 증가가 식생 생산성과 연관되어 $CO_2$ 흡수작용을 강화하는 데 기여할 수 있음을 의미한다. Shao et al. (2013)에 따르면 21세기 말 누적 NEE는 증가가 전망되고 이는 특히 열대와 고위도 지역이 주요 흡수원으로 작용하였기 때문으로 그 원인을 설명하였다. 본 연구에서 사용된 HadGEM2-CC에서는 전 지구 평균적으로 NEE 흡수가 증가하는 경향은 동일하게 전망하며, 이는 열대보다는 북반구 고위도지역인 유라시아와 북미 대륙에서 증가한 흡수가 그 원인으로 분석되었다(Fig. 8). 앞서 Mynenl et al. (1997)에 따르면 기온상승에 따라 식생의 광합성활동, 생장시기 길이와 시작시기의 당겨짐을 보고하였다. 본 연구 실험에서도 이와 유사하게 미래에 기온 상승에 따라 식생 성장 기간이 길어지고 LAI도 증가하며 식생 지대가 점차 고위도로 북상할 것을 전망하였다(Figs. 5, 12b). 이에 따라 육상 생태계의 $CO_2$ 흡수량은 20세기 말보다 21세기 말에 증가하였고 우리나라가 속해있는 동아시아지역($90^{\circ}E{\sim}140^{\circ}E$, $20^{\circ}N{\sim}60^{\circ}N$)은 기온, 강수뿐 아니라 $CO_2$ 흡수량도 같은 위도대의 전 지구 동서평균보다 크게 모의되었다. RCPs에 따른 흡수율은 21세기 중반까지는 대기 중 이산화탄소 농도 변화율과 유사한 경향을 보이는데 RCP 8.5에서는 21세기 후반에 흡수 증가율이 감소하며 이는 Liddicoat et al. (2013) 에서 보인것과 유사하다. 하지만 대기 중 $CO_2$의 증가와 식생분포 지역의 확대에도 불구하고 21세기 말 육상생태계의 순생태계흡수량은 크게 증가하지 않음을 확인할 수 있었다. 이는 기온 상승이 크게 일어난 21세기 후반부터 토양 호흡의 급격한 증가로 인하여 육상생태계의 이산화탄소 흡수 능력은 감소한 것에 기인하였다. 향후 본 연구결과의 유의성을 확보하기 위해 다양한 모델의 자료를 추가할 필요가 있다. Shao et al. (2013)에 따르면 미래 탄소 흡수 전망에 있어 전 지구 및 위도별 모의 결과가 모델마다 매우 다양한데 이는 지면생태모형 간의 식생역학, 물리과정의 차이로 해석된다. 미래 육상생태계의 이산화탄소 흡수 능력의 변화와 기후변화를 보다 정확하게 예측하기 위해서는 다른 모델의 자료를 이용한 불확실성을 정량화 하는 것이 필요하며 이는 전 지구 및 지역별 탄소 순환 이해를 높이는 데 기여할 것이다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제26권2호
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• pp.229-255
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• 2017

본고는 기후변화가 우리나라 산림 구성에 미치는 영향을 파악하기 위해 분할자료 회귀분석을 이용하여 임상모형을 구축하였으며, 기후 및 지형과 같은 자연적 요인 외에도 사회 정책적 요인들이 산림 구성에 어떠한 영향을 미치는지를 실증적으로 분석하였다. 또한 구축한 임상모형을 이용하여 기후변화가 미래 우리나라 산림을 어떻게 변화시킬지를 IPCC 시나리오를 바탕으로 예측해보았다. 분석결과 우리나라의 산림 구성은 자연적 요인 못지않게 사회 정책적 요인들의 영향을 크게 받는 것으로 나타났으며, 미래의 모든 기후변화 시나리오하에서 현재보다 침엽수림 비중이 줄어드는 것으로 나타났다. 특히 IPCC의 RCP 8.5에 해당하는 기후변화가 실현될 경우 2090년대까지 전체 산림면적의 약 10% 정도가 침엽수림에서 활엽수림으로 전환될 것으로 예측되었다. 기후변화로 인한 임상변화는 지역별로 상당히 이질적인 결과를 가져올 것으로 보이며, 현재 침엽수림 비중이 상대적으로 낮은 내륙지역의 침엽수림 면적을 더욱 크게 감소시키는 것으로 나타났다.

• 환경영향평가
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• 제26권5호
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• pp.291-302
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• 2017

본 연구는 사스레피나무의 분포를 규정하는 기후요인과 종분포 모델을 이용하여 현재기후와 미래기후에서의 잠재생육지를 분석하기 위해 수행되었다. 4개 기후요인(온량지수, 최한월최저기온, 하계강수량, 동계강수량)은 모델에서 독립변수로 사용하였다. 17개 전지구 기후모델(GCMs; General Circulation Models)에 의한 RCP(대표농도경로) 8.5 시나리오를 2050년(2040~2069)과 2080년(2070~2099)의 미래기후로 사용하였다. 사스레피나무(Eurya japonica)에 대한 종분포 모델은 높은 분포예측 모델로 구축되었다. 사스레피나무의 분포모델에서 최한월최저기온이 사스레피나무 분포를 규정하는 주요 기후요인으로 분석되었다. 최한월최저기온 $-5.7^{\circ}C$이상 지역은 사스레피나무의 높은 출현확률을 나타내었다. 사스레피나무의 잠재 생육지는 2050년과 2080년에서 현재기후에서 보다 각각 2.5배, 3.4배 증가되었으며, 기후변화에 의해 점점 확대될 것으로 판단되었다. 사스레피나무는 한반도에서 기후변화 지표종으로 가능하며, 잠재 생육지를 모니터링 할 필요가 있다.